Есть ли связь между черными дырами и темной материей/энергией?

Нет, не совсем.

Как намекает Стэн Лиу в своем комментарии, массивные объекты, такие как черные дыры (ЧД), ранее были кандидатами в темную материю (ТМ). Но можно показать, что для объяснения различных проблем, которые должно решить существование ТМ, их должно быть так много, что их гравитационное воздействие (« микролинзирование ») на фоновые источники было бы намного больше, чем наблюдаемое. . Сегодня большинство людей думают, что ТМ — это просто частицы с чрезвычайно малым сечением взаимодействия, так что она практически не взаимодействует с другими частицами, кроме как посредством гравитационного притяжения.

Вы также спрашиваете, есть ли какие-либо пространственные отношения, и в каком-то смысле вы могли бы сказать, что они есть. Большинство, если не все, галактик имеют сверхмассивные ЧД, и они, как правило, лежат в центре гравитационных потенциальных ям, созданных DM галактик. Однако «нормальные» ЧД просто парят вокруг, как звезды.

ЧД также имеют тенденцию расти за счет аккреции на них вещества, и, конечно, они также могут питаться ТМ, так что в какой-то степени ЧД тоже состоят из ТМ. Но поскольку ТМ не взаимодействует, частица ТМ должна лететь прямо к ЧД, иначе она просто отклонится и улетит. С другой стороны, обычное вещество замедляется трением и движется по спирали к ЧД. Таким образом, ЧД состоят в основном из нормального вещества. Впрочем, это не имеет особого значения, поскольку после того, как что-то упадет в ЧД, все, кроме массы, заряда и углового момента, будет забыто.

Темная энергия — это нечто совершенно другое, ее лучше описать как отрицательное давление, которое является свойством самого пространства. Я думаю. Или мы думаем. Никто не знает. Но его присутствие не коррелирует с наличием ЧД или СД. Десять лет назад существовала гипотеза, что коллапсирующая звезда должна преобразоваться в темную энергию, а не в ЧД, вызывая так называемую звезду темной энергии , но я не думаю, что кто-то уже верит в это.

Нет никакой известной особой связи между черными дырами, темной материей и темной энергией.